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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Hydraulische Hubvorrichtungen sind in zwei Ausführungsfor men bekannt.
Bei einer Ausführungsform wird ein Durchsatzregelventil, bei der anderen Ausführungsform
eine regelbare Pumpe verwendet. Bei Verwendung des Durchsatzregelventils sind nicht
nur teure Teile erforderlich, sondern die Temperatur des Oels wird erhöht durch
Umwandlung der beim Absenken der Hubeinrichtung hervorgerufenen Engergie in Wärme.
Das Pumpenregelsystem ist weniger kostspielig, aber das Drehmoment zum Bremsen der
Pumpe reicht beim Absenken der Hubeinrichtung häufig nicht aus, so daß die Hubeinrichtung
mit unzulässig hoher Geschwindigkeit abgesenkt wird. Es sind daher Gegenmaßnahmen
erforderlich, die verhindern, daß die Hubeinrichtung unzulässig schnell absinkt.
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Als eine derartige Gegenmaßnahme zum Verhindern eines unzulässig schnellen
Absinkens schlägt die japanische veröffentlichte Patentanmeldung 30335/1976 eine
Geschwindigkeits-Regeleinrichtung vor. Bei diesem System wird eine unzulässig hohe
Absinkgeschwindigkeit der hydraulischen Hubeinrichtung abgetastet, und die Geschwindigkeit
wird durch Einstellung der Fördermenge einer hydraulischen Pumpe mit veränderlicher
Fördermenge über einen Brems-Elektromotor gesteuert. Der Elektromotor wird entgegengesetzt
gedreht, so daß die Fördermenge der hydraulischen Pumpe auf einen vorgegebenen Wert
eingestellt und die Geschwindigkeit der Hubeinrichtung geregelt wird.
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In diesem Falle geht jedoch die Energie der absinkenden Hubeinrichtung
vollständig als Wärmeenergie verloren.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine hydraulische ubeinrichtung
zu schaffen, bei der der Verbrauch elektrischer Energie erheblich reduziert ist
und bei der die oben angegebenen weiteren Nachteile ausgeschaltet sind.
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Die Erfindung gestattet eine Rückgewinnung der Energie der absinkenden
Hubeinrichtung als elektrische Energie, ohne daß die Energie als Wärme verloren
geht.
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Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs.
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Bei der erfindungsgemäßen Hubeinrichtung wird ein Stempel senkrecht
durch einen Arbeitszylinder über eine hydraulische Pumpe mit verstellbarer Fördermenge
bewegt, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Als Elektromotor wird ein
Räfig-Induktionsmotor verwendet. Wenn der Stempel aufwärts bewegt wird, wird die
IIydraulikpumpe mit veränderlicher Fördermenge durch den Elektromotor angetrieben.
Die Fördermenge der Pumpe wird entsprechend der Richtung eingestellt, in der das
Oel zu dem Arbeitszylinder gedrückt wird. Auf diese Weise gelangt das Oel in den
Arbeitszylinder. Wenn der Stempel absinkt, wird die Pumpe mit veränderlicher Fördermenge
in Richtung eines Abzugs des Oeles aus dem Arbeitszylinder eingestellt und durch
die Energie des absinkenden Huborgane angetrieben.
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Durch dieses Antreiben der Pumpe wird der Induktionsmotor zwangsweise
angetrieben, so daß er als Induktionsgenerator wirkt.
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Bei einer derartigen Hubeinrichtung wird der größere Teil der Energie
des absinkenden iluborganes als elektrische Energie wiedergewonnen, die in dem Induktionsmotor
in seiner Wirkungsweise als Induktionsgenerator erzeugt wird, und die elektrische
Energie kann zu der Energiequelle zu-
rückgeführt werden. Daher
kann in erheblichem Umfange elektrische Energie eingespart werden.
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Die hydraulische Hubvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat den
weiteren Vorteil, daß das Oel nicht ständig durch Änderungen der Temperatur beeinflußt
wird. Daher ist ein Kühler oder dergleichen nicht erforderlich, der andernfalls
zur Abkühlung des Oels notwendig sein könnte.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 veranschaulicht die Arbeitsweise einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen hydraulischen Hubvorrichtung; Fig.2a zeigen eine Pumpe mit veränderlicher
Fördermenge bis 2c in den Stellungen der Aufwärtsbewegung des Anhaltens und des
Absenkens.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Käfig-Induktionsmotor 1 mit einer Pumpe 2 mit
veränderlicher Fördermenge verbunden. Die Pumpe bewegt Oel in senkrechte Richtung
zwischen einem Oelbehälter 3 unterhalb der Pumpe 2 und einem Arbeitszylinder 4 oberhalb
der Pumpe 2. Durch die senkrechte Bewegung des Oels wird ein Stempel 5 senkrecht
bewegt, so daß er eine Hubeinrichtung anhebt oder absenkt.
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In der Pumpe 2 mit veränderlicher Fördermenge befindet sich ein Rotor
8, der eine Anzahl von radial verlaufenden Flügeln 7 innerhalb eines Pumpengehäuses
6 aufweist.
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Der Rotor wird kontinuierlich mit einer vorgegebenen Drehzahl unverändert
in die durch den Pfeil A in Fig. 2a bis 2c angegebene Richtung gedreht. Wenn der
Stempel 5
aufwätts bewegt werden soll, werden der Rotor 8 oder das
Pumpengehäuse 6 mechanisch oder elektrisch nach rechts bzw. links in Fig. 2a verschoben,
so daß die Fördermenge der Pumpe 2 in Bezug auf die Richtung B eingestellt wird,
in der das Oel zu dem Arbeitszylinder 4 strömt. Wenn der Stempel 5 angehalten werden
soll, wird der Rotor 8 in die Mittelposition der Fig. 2b zurückgeführt. Dadurch
wird die Fördermenge der Pumpe 2 so eingestellt, daß der Rotor 8 in Bezug auf die
Richtung B, in der das Oel zu dem Arbeitszylinder 4 gelangt, und in Bezug auf die
Richtung C, in der das Oel in den Oelbehälter 3 zurückgeführt wird, ausgeglichen
wird. Wenn der Stempel 5 gesenkt werden soll, wird der Rotor 8 nach links gemäß
Fig. 2c bewegt, so daß die Fördermenge der Pumpe 2 in Bezug auf die Richtung C eingestellt
wird, in der das Oel in den Oelbehälter 3 zurückgelangt. Mit 9 ist in der Zeichnung
eine abwandelbare Stelleinrichtung für die Fördermenge der Pumpe 2 bezeichnet.
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Wenn die Hubeinrichtung angehoben werden soll, wird die Pumpe 2 in
die Stellung der Fig. 2a eingestellt. In diesem Falle strömt das Oel von dem Oelbehälter
3 über die Pumpe 2, die durch den Induktionsmotor 1 angetrieben wird, in Richtung
des Arbeitszylinders 4. Sicherheitsventile 1o, lo', wo' ' befinden sich-aus Sicherheitsgründen
in dem Hydrauliksystem des Oels.
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Wenn die Hubeinrichtung eine vorgegebene Förderebene erreicht, wird
die Stelleinrichtung 9 durch einen Endschalter oder dergleichen betätigt, so daß
die Pumpe 2 aus der Stellung der Fig. 2a in die Stellung der Fig. 2b umgeschaltet
wird. Dadurch wird verhindert, daß das Oel in Richtung des Arbeitszylinders 4 oder
des Oelbehälters 3 strömt, und die Hubeinrichtung wird damit angehalten.
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Wenn die Hubeinrichtung gesenkt werden soll, wird die Pumpe 2 aus
der Stellung der Fig. 2b in die Stellung der Fig. 2c umgestellt. In diesem Falle
strömt das Oel von dem Arbeitszylinder 4 in den Oelbehälter 3 über die Pumpe 2.
In diesem Falle wird die Pumpe 2 durch die herabgehende Hubeinrichtung angetrieben,
und dadurch wird zugleich der Induktionsmotor 1 zwangsweise angetrieben.
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Daher dient der Induktionsmotor 1 als Induktionsgenerator, und die
erzeugte elektrische Kraft wird zu der Stromquelle zurückgeführt.
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Sofern die Hubeinrichtung zwischendurch in verschiedenen Ebenen angehalten
werden soll, wird die Pumpe 2 jeweils aus der Stellung der Fig. 2c in diejenige
der Fig. 2b umgeschaltet.
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Zur Einstellung der Pumpe in die Stellungen der Fig.2a bis 2c können
auch andere Einrichtungen als Endschalter verwendet werden, insbesondere auch mechanische
Schalteinrichtungen.
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Das Sicherheitsventil 1o gem. Fig. 1 ist ein Doppel-Rückschlagventil,
das geöffnet wird, wenn die Hubeinrichtung angehoben wird, d.h., wenn Oel in Richtung
des Arbeitszylinders 4 strömt, und wenn das Oel von dem Arbeitszylinder 4 in Richtung
des Oelhehälters beim Absinken der Hubeinrichtung abgezogen wird. Das Ventil ist
geschlossen, wenn die Hubeinrichtung in den verschiedenen Förderebenen angehalten
wird oder wenn der elektrische Strom unterbrochen ist.
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Das Sicherheitsventil 1o' legt den Maximaldurck des Oels fest, und
das Sicherheitsventil 1o'' verhindert eine Überlastung bei Unterbrechung des elektrischen
Stromes.